KR102027790B1 - Method for isolation and purification of human oligosaccharide using lactose removal of immobilized Kluyveromyces lactis - Google Patents

Method for isolation and purification of human oligosaccharide using lactose removal of immobilized Kluyveromyces lactis Download PDF

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Abstract

본 발명은 고정화 클루이베로마이세스 락티스의 락토오스 제거능을 이용한 모유 올리고당의 분리 및 정제방법에 관한 것으로, 고농도로 고정화한 클루이베로마이세스 락티스 및 증류수를 이용하여 공정을 단순화하고, 시간을 단축할 뿐만 아니라, 모유로부터 락토오스만을 선택적으로 제거함으로써, 모유 올리고당의 농도 변화없이 모유 올리고당을 효율적으로 분리 및 정제할 수 있어 모유 올리고당 관련 산업에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다. The present invention relates to a method for isolating and purifying breast milk oligosaccharides using lactose removal ability of immobilized Cluyveromyces lactis, which simplifies the process by using immobilized Cluyveromyces lactis and distilled water to shorten the time. In addition, by selectively removing only lactose from breast milk, it is expected that the breast milk oligosaccharides can be efficiently separated and purified without changing the concentration of the breast milk oligosaccharides, and thus can be usefully used in the breast milk oligosaccharide related industry.

Description

고정화 클루이베로마이세스 락티스의 락토오스 제거능을 이용한 모유 올리고당의 분리 및 정제방법{Method for isolation and purification of human oligosaccharide using lactose removal of immobilized Kluyveromyces lactis}Method for isolation and purification of human oligosaccharide using lactose removal of immobilized Kluyveromyces lactis}

본 발명은 고정화 클루이베로마이세스 락티스의 우수한 락토오스 제거능을 이용하는 모유 올리고당의 변화 없이 락토오스만 제거된 모유 올리고당의 분리 및 정제방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for isolating and purifying lactose-free breast milk oligosaccharides without changing lactose oligosaccharides utilizing the excellent lactose removal ability of immobilized Kluyveromyces lactis.

인간의 모유 올리고당(human oligosaccharides, HMO)은 성숙한 사람의 모유 1ℓ 당 5 내지 15g을 차지한다. 이는 모유 내 단백질의 양과 유사하며, 지질의 양을 초과하는 양이다. HMO는 D-글루코오스(Glc), D-갈락토오스(Gal), N-아세틸글루코사민(GlcNAc), L-푸코오스(Fuc) 및 시알산(Sia; N-acetyl neuraminic acid [Neu5Ac])을 포함하는 다섯 개의 단당류가 존재하며, 이들 주요 요소를 일반적으로 공유하고, 락토오스(Gal1-4Glc) 잔기를 말단으로 가지고 있다. 락토오스 잔기의 갈락토오스는 α-(2, 3) 및 α-(2, 6) 결합을 통해 3'-시알릭락토오스 또는 6'-시알릭락토오스를 형성하며, α-(1, 2) 및 α-(1, 3) 결합으로 푸코실화 되어 2'-푸코실락토오스 및 3'-푸코실락토오스 형태를 이룬다. 이러한 기본적인 형태를 가진 HMO의 구조는 복잡성을 가지기 위해 N-아세틸락토사민(Gal1-3/4GlcNAc) 단위를 반복적으로 포함하며, 서로 다른 구성 성분으로 이루어져 있다. 이를 통해 모유에는 130개 이상의 HMO가 존재한다.Human milk oligosaccharides (HMOs) comprise 5-15 g per liter of human milk. This is similar to the amount of protein in breast milk and in excess of the amount of lipids. HMO is five, including D-glucose (Glc), D-galactose (Gal), N-acetylglucosamine (GlcNAc), L-fucose (Fuc) and sialic acid (Sia; N-acetyl neuraminic acid [Neu5Ac]) Monosaccharides are present and generally share these major elements and have terminally lactose (Gal1-4Glc) residues. Galactose of lactose residues forms 3'- sialic lactose or 6'- sialic lactose through α- (2, 3) and α- (2, 6) bonds, and α- (1, 2) and α- It is fucosylated with (1, 3) linkages to form 2'-fucosyllactose and 3'-fucosyllactose. The structure of the HMO having such a basic form repeatedly includes N-acetyllactosamine (Gal1-3 / 4GlcNAc) units in order to have complexity, and consists of different components. This results in more than 130 HMOs in breast milk.

HMO의 생리적 특성은 prebiotic 효과, 병원균 장내부착 억제효과, 그리고 면역조절시스템 조절효과 등이 있다. Prebiotic 효과는 지금까지 가장 많은 연구가 진행되었다. 모유의 HMO는 유아의 장에서 초기에 우점종으로 자라는 비피도박테리움 비피덤(Bifidobacterium bifidum)의 생육을 선택적으로 증진시키는 반면, 유해균에 의해서는 이용되지 못한다. 또한, HMO는 병원균의 장내부착을 억제하는 것으로 알려졌는데, 이는 장내 렉틴(lectin)과 결합하는 병원균의 세포벽 다당체 구조가 종종 HMO의 일부 구조와 유사하기 때문이며 그 결과, HMO가 수용성 리간드 유사체를 제공하여 모유 수유 유아들이 병원균에 의한 감염에 내성을 갖게 한다. 또한, HMO는 유아의 장내에서 부분적으로 흡수되어 모유 수유 유아의 소변으로 배출되는데, 이때, 일부 HMO가 체 순환계에 들어가며, 혈관벽에서의 백혈구 회전(rolling) 과정과 혈소판 형성에 관여하는 단백질-탄수화물 상호관계를 변화시키고, 결과적으로 면역시스템을 조절할 것으로 예측된다. 하지만, HMO와 유아의 면역력은 서로 깊은 상관관계가 있을 것으로 예측되지만, 본격적인 실험적 결과는 아직 충분하지 않으며, 이는 실험에 필요한 단일 HMO를 충분히 제공하는 것이 어려웠기 때문이다. 또한, HMO 구조의 복잡성과 다양성은 화학 합성을 어렵게 만들어, 다른 종으로부터 얻은 올리고당을 대체 사용하거나, 인간의 당전이효소(glycosyltransferase)를 동물에 발현시킬 수 있는 형질전환 방법을 개발하고 있다. 그러나 다른 종의 올리고당은 HMO와 성분 또는 구조가 다르며, 형질전환 동물을 통해 만들어진 올리고당은 인간 생리활성에 미치는 영향에 대한 평가가 필요하다. 이러한 HMO 특이성과 합성의 어려움으로 인해, 모유에서 HMO의 대량 분리 및 생산기술은 다양한 분석을 위해 필수적이다. Physiological characteristics of HMO include prebiotic effect, intestinal adhesion inhibition of pathogens, and immune control system regulation. Prebiotic effect has been studied the most so far. HMO in breast milk is growing bifidobacteria in the dominant species in the early chapters of infant gambling Te Solarium BP bonus (Bifidobacterium bifidum ) selectively promotes growth, but cannot be used by harmful bacteria. In addition, HMOs have been known to inhibit intestinal adhesion of pathogens, because the cell wall polysaccharide structure of pathogens that bind intestinal lectins often resembles some structures of HMO, resulting in HMOs providing water-soluble ligand analogs. Breastfeeding infants are resistant to infection by pathogens. In addition, HMO is partially absorbed in the intestine of the infant and excreted in the urine of breastfeeding infants, where some HMO enters the body circulation and is involved in the protein-carbohydrate interaction involved in the white blood cell rolling process and platelet formation in the vessel wall. It is expected to change relationships and consequently regulate the immune system. However, although HMOs and infants' immunity are expected to be deeply correlated with each other, full-scale experimental results are not yet sufficient, because it was difficult to provide enough single HMOs for the experiment. In addition, the complexity and diversity of HMO structures make chemical synthesis difficult, and thus, transformation methods have been developed that can replace oligosaccharides obtained from other species or express human glycosyltransferase in animals. However, oligosaccharides of other species differ in composition or structure from HMOs, and oligosaccharides produced from transgenic animals need to be evaluated for their effects on human physiological activity. Due to this HMO specificity and difficulty in synthesis, techniques for mass separation and production of HMO from breast milk are essential for various analyses.

모유는 락토오스(유당)이 30-40%를 차지해 HMO 정제를 어렵게 한다. 기존의 HMO 정제법은 크기 배제 크로마토그래피(size-exclusion chromatography), 유사 이동층 크로마토그래피(simulated moving bed chromatography) 및 커플링 플래쉬 액체 크로마토그래피(Coupling flash liquid chromatography)가 있다. 하지만, 크로마토그래피를 이용한 정제법은 고가의 비용을 요구하며, 방법의 전문적인 숙련이 필요하다. 따라서 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, HMO 정제에 대한 비용 저감 및 조작의 편리를 위한 새로운 HMO 정제 기술이 필요하다. Breast milk makes up 30-40% of lactose, making HMO purification difficult. Existing HMO purification methods include size-exclusion chromatography, simulated moving bed chromatography, and coupling flash liquid chromatography. However, chromatographic purification requires expensive costs and requires expert skill in the method. Therefore, in order to solve the above problems, a new HMO purification technology is required for cost reduction and convenience of operation for HMO purification.

클루이베로마이세스 락티스(Kluyveromyces lactis , K. lactis)는 반수체 생활사가 우세한 이주성 효모로, 이 종에 속해있는 많은 아종이 유제품에서 발견되었다. K. lactis의 β-갈락토시다아제는 락토오스의 β-(1,4) 결합과 β-(1,3) 결합을 끊어 글루코오스와 갈락토오스로 분해할 수 있다. 하지만, β-갈락토시다아제를 올리고당 정제에 사용하기 위해서는 전기영동 등을 이용해 효소를 분리해야 하며, 정제를 위해 β-갈락토시다아제 처리 후 다시 다른 효모 또는 여과 방법에 의해 발효성 당을 제거해야만 하는 복잡함을 가지고 있다. K. lactis는 해당과정을 통해 락토오스(lactose) 및 단당류의 소비가 가능하다. 따라서 본 발명에서는 모유에서 순도 높은 HMO를 얻어내기 위해 K. lactis의 락토오스 소비를 확인하고, 칼슘 알지네이트(calcium alginate)를 이용한 K. lactis의 고정 후 HMO 정제 효과를 알아보고자 한다. Kluyveromyces lactis , K. lactis ) is a migratory yeast with a haploid life history and many subspecies belonging to this species have been found in dairy products. Β-galactosidase of K. lactis can be broken down into glucose and galactose by breaking the β- (1,4) and β- (1,3) bonds of lactose. However, in order to use β-galactosidase in the purification of oligosaccharides, enzymes must be separated by electrophoresis or the like. After the β-galactosidase treatment, the fermentable sugar is removed by another yeast or filtration method. It has the complexity of doing it. K. lactis is able to consume lactose and monosaccharides through glycolysis. Therefore, the present invention is to determine the lactose consumption of K. lactis in order to obtain high purity HMO in breast milk, and to determine the effect of HMO purification after fixation of K. lactis using calcium alginate.

한편, 한국등록특허 제1122928호에는 탈지처리한 우유액을 응고시켜 유당을 제거하는 유당제거 우유의 제조방법이 개시되어 있으나, 본 발명의 고정화 클루이베로마이세스 락티스의 락토오스 제거능을 이용한 모유 올리고당의 분리 및 정제방법에 관해 개시된 바 없다. On the other hand, Korean Patent No. 1122928 discloses a method for producing lactose-depleted milk to remove lactose by coagulating degreasing milk solution, but breast milk oligosaccharides using lactose removal ability of the immobilized Kluyveromyces lactis of the present invention. There is no disclosure of separation and purification methods.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 고정화 클루이베로마이세스 락티스를 이용하여 모유로부터 락토오스 및 락토오스 분해 산물을 선택적으로 제거하는 최적의 방법을 확인하고, 상기 방법으로 분리 및 정제된 모유 올리고당에서 모유 올리고당의 농도 변화없이 락토오스가 제거되는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다. The present invention is derived from the above-mentioned demands, and identifies an optimal method for selectively removing lactose and lactose degradation products from breast milk using immobilized Kluyveromyces lactis, and the mother milk separated and purified by the above method. The present invention was completed by confirming that lactose was removed from oligosaccharides without changing the concentration of breast milk oligosaccharides.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 In order to solve the above problems, the present invention

1) 클루이베로마이세스 락티스(Kluyveromyces lactis)를 알지네이트(alginate)를 이용하여 고정화하는 단계;1) immobilizing Kluyveromyces lactis with alginate;

2) 상기 단계 1)의 고정화 클루이베로마이세스 락티스를 배양 배지에 침지하여 고정화 클루이베로마이세스 락티스를 활성화하는 단계;2) activating the immobilized Kluyveromyces lactis by immersing the immobilized Kluyveromyces lactis of step 1) in the culture medium;

3) 상기 단계 2)의 활성화된 고정화 클루이베로마이세스 락티스를 모유에 첨가하여 모유에 포함된 락토오스를 제거하는 단계; 및3) removing the lactose contained in the mother milk by adding the activated immobilized Kluyveromyces lactis of step 2) to the mother milk; And

4) 상기 단계 3)의 락토오스가 제거된 모유에서 모유 올리고당을 분리 및 정제하는 단계;를 포함하는 모유 올리고당의 변화없이 락토오스가 제거된 모유 올리고당의 분리 및 정제 방법을 제공한다. 4) separating and purifying the mother milk oligosaccharide from the lactose-free lactose of step 3) provides a method for isolating and purifying lactose-free breast milk oligosaccharides without changing the breast milk oligosaccharides.

또한, 본 발명은 상기 방법으로 분리 및 정제된 락토오스가 제거된 모유 올리고당을 제공한다. The present invention also provides a milk milk oligosaccharide from which the lactose separated and purified by the above method is removed.

본 발명은 클루이베로마이세스 락티스(K. lactis)를 이용하여 모유에서 락토오스를 선택적으로 제거할 수 있으며, 고농도로 고정화한 클루이베로마이세스 락티스를 이용하여 전체 발효성 당(락토오스, 글루코오스 및 갈락토오스) 제거에 필요한 발효시간을 단축시키고, 고정화 균체의 회수가 용이하여 공정을 단순화할 수 있을 뿐만 아니라 균체의 전배양 시간을 생략하여 전체 공정시간을 단축하는 효과가 있다. 또한, 고농도로 고정화한 클루이베로마이세스 락티스를 증류수에서 모유와 직접 발효시켜 락토오스를 제거함으로써, 배지 제거를 위한 별도의 과정 없이 모유 올리고당 정제과정을 용이하게 진행할 수 있는 효과가 있다. The present invention can selectively remove lactose from breast milk by using K. lactis , and the total fermentable sugars (lactose, glucose and immobilized by high concentration of immobilized Kluyberomyces lactis ). Galactose) shortens the fermentation time required for removal, and the recovery of the immobilized cells can be simplified to simplify the process, and the overall process time can be shortened by omitting the preculture time of the cells. In addition, by eliminating lactose by directly fermenting the high concentration of immobilized Cluyveromyces lactis in mother's milk in distilled water, there is an effect that can easily proceed to the purification process of breast milk oligosaccharides without a separate process for removing the medium.

도 1은 YP 배지에 글루코오스 또는 락토오스를 첨가하여 배양하며 K. lactis의 성장(a), 기질(b) 및 생성물(c)의 농도를 확인한 결과이다.
도 2는 배지 및 탄소원에 따른 K. lactis의 성장(a, b), 기질(c, d) 및 생성물(e, f)의 농도를 확인한 결과이다. 배지는 YP 배지(a, c, e) 및 YNB 배지(b, d, f)를 사용하였고, 탄소원은 글루코오스, 락토오스, 갈락토오스를 각각 사용하였다.
도 3은 아미노산 함량에 따른 K. lactis 효모의 성장(a), 기질(b) 및 생성물(c)의 농도를 확인한 결과이다. W/O는 아미노산이 들어있지 않은 YNB 배지이고, 1%는 아미노산이 들어있지 않은 YNB 배지에 아미노산이 포함된 동일 농도의 YNB 배지를 1%(v/v) 혼합한 배지이고, 5%는 아미노산이 들어있지 않은 YNB 배지에 아미노산이 포함된 동일 농도의 YNB 배지를 5%(v/v) 혼합한 배지이고, 10%는 아미노산이 들어있지 않은 YNB 배지에 아미노산이 포함된 동일 농도의 YNB 배지를 10%(v/v) 혼합한 배지이며, 100%는 아미노산이 포함된 동일 농도의 YNB 배지이다.
도 4는 K. lactis의 함량 및 아미노산 농도에 따른 K. lactis의 성장(a), 기질(b) 및 생성물(c)의 농도를 확인한 결과이다. W/O는 아미노산이 들어있지 않은 YNB 배지이고, 5%는 아미노산이 들어있지 않은 YNB 배지에 아미노산이 포함된 동일 농도의 YNB 배지를 5%(v/v) 혼합한 배지이며, 10%는 아미노산이 들어있지 않은 YNB 배지에 아미노산이 포함된 동일 농도의 YNB 배지를 10%(v/v) 혼합한 배지이다.
도 5는 배지의 존재 유무에 따른 K. lactis의 성장(a), 기질(b) 및 생성물(c)의 농도를 확인한 결과이다. without broth는 증류수 처리군이고, YNB W/O_a.a는 아미노산이 들어있지 않은 YNB 배지 처리군이다.
도 6은 고정화된 K. lactis의 활성화에 의한 기질 및 생성물의 농도를 확인한 결과이다. (a)는 활성화된 고정화 K. lactis 처리군이고, (b)는 비활성화된 고정화 K. lactis 처리군이다.
도 7은 아미노산 함량에 따른 고정화 K. lactis의 성장(a), 기질(b) 및 생성물(c)의 농도를 확인한 결과이다. W/O는 아미노산이 들어있지 않은 YNB 배지이고, 1%는 아미노산이 들어있지 않은 YNB 배지에 아미노산이 포함된 동일 농도의 YNB 배지를 1%(v/v) 혼합한 배지이고, 5%는 아미노산이 들어있지 않은 YNB 배지에 아미노산이 포함된 동일 농도의 YNB 배지를 5%(v/v) 혼합한 배지이고, 10%는 아미노산이 들어있지 않은 YNB 배지에 아미노산이 포함된 동일 농도의 YNB 배지를 10%(v/v) 혼합한 배지이며, 100%는 아미노산이 포함된 동일 농도의 YNB 배지이다.
도 8은 배지의 존재 유무에 따른 고정화 K. lactis의 기질(a) 및 생성물(b)의 농도를 확인한 결과이다. without YNB는 배지없이 증류수만 처리한 군이다.
도 9는 고정화 K. lactis 효모의 발효성 당 제거능을 락토오스, GOS(galactooligosaccharides) 또는 1차 정제 모유 올리고당에서 확인한 결과이다. (a)는 락토오스의 농도이고, (b)는 생성물의 농도이다.
도 10은 고정화 K. lactis에 의한 발효 후 GOS 및 모유 올리고당의 소실 여부를 확인한 결과이다. (a)는 이온 크로마토그래피 결과에서 나타난 DP(degree of polymerization)2 해당 면적을 그래프화한 것이고, (b)는 DP3 이상의 올리고당의 상대 강도를 발효 시간에 따라 확인한 결과이다.
1 is a result of culturing by adding glucose or lactose to YP medium and confirming the concentration of growth (a), substrate (b) and product (c) of K. lactis .
Figure 2 is a result of confirming the concentration of the growth (a, b), substrate (c, d) and product (e, f) of K. lactis according to the medium and carbon source. As the medium, YP medium (a, c, e) and YNB medium (b, d, f) were used, and the carbon source was glucose, lactose and galactose, respectively.
Figure 3 is the result of confirming the concentration of the growth (a), substrate (b) and product (c) of K. lactis yeast according to the amino acid content. W / O is YNB medium without amino acid, 1% is YNB medium without amino acid, and 1% (v / v) is mixed with YNB medium of the same concentration containing amino acid, and 5% is amino acid 5% (v / v) of the same concentration of YNB medium containing amino acids in the YNB medium containing no amino acid, and 10% of the same concentration of YNB medium containing amino acids in the YNB medium containing no amino acids 10% (v / v) is a mixed medium, 100% is the same concentration of YNB medium containing amino acids.
Figure 4 is a result of checking the concentration of the growth of K. lactis in accordance with the content and the amino acid concentration of the K. lactis (a), the substrate (b) and the product (c). W / O is YNB medium without amino acids, 5% is YNB medium without amino acids, and 5% (v / v) of YNB medium with the same concentration of amino acids is contained in 10% amino acids. This is a medium in which 10% (v / v) of the same concentration of YNB medium containing amino acid is contained in the YNB medium not containing this.
5 is a result of confirming the concentration of growth (a), substrate (b) and product (c) of K. lactis with or without the presence of the medium. without broth is a distilled water treatment group, YNB W / O_a.a is a YNB medium treatment group does not contain amino acids.
6 is a result of confirming the concentration of the substrate and product by the activation of the immobilized K. lactis . (a) is the activated immobilized K. lactis treated group, and (b) is the inactivated immobilized K. lactis treated group.
7 is a result of confirming the concentration of growth (a), substrate (b) and product (c) of the immobilized K. lactis according to the amino acid content. W / O is YNB medium without amino acid, 1% is YNB medium without amino acid, and 1% (v / v) is mixed with YNB medium of the same concentration containing amino acid, and 5% is amino acid 5% (v / v) of the same concentration of YNB medium containing amino acids in the YNB medium containing no amino acid, and 10% of the same concentration of YNB medium containing amino acids in the YNB medium containing no amino acids 10% (v / v) is a mixed medium, 100% is the same concentration of YNB medium containing amino acids.
8 is a result of confirming the concentration of the substrate (a) and product (b) of the immobilized K. lactis with or without the presence of the medium. without YNB is a group treated only with distilled water without a medium.
Figure 9 is the result of confirming the fermentation sugar removal ability of immobilized K. lactis yeast in lactose, GAC (galactooligosaccharides) or primary purified breast milk oligosaccharides. (a) is the concentration of lactose and (b) is the concentration of the product.
10 is a result confirming the loss of GOS and breast milk oligosaccharides after fermentation by immobilized K. lactis . (a) is a graph of the area of DP (degree of polymerization) 2 shown in the ion chromatography results, and (b) is a result of confirming the relative strength of oligosaccharides of DP3 or more according to the fermentation time.

본 발명은 The present invention

1) 클루이베로마이세스 락티스(Kluyveromyces lactis)를 알지네이트(alginate)를 이용하여 고정화하는 단계;1) immobilizing Kluyveromyces lactis with alginate;

2) 상기 단계 1)의 고정화 클루이베로마이세스 락티스를 배양 배지에 침지하여 고정화 클루이베로마이세스 락티스를 활성화하는 단계;2) activating the immobilized Kluyveromyces lactis by immersing the immobilized Kluyveromyces lactis of step 1) in the culture medium;

3) 상기 단계 2)의 활성화된 고정화 클루이베로마이세스 락티스를 모유에 첨가하여 모유에 포함된 락토오스를 제거하는 단계; 및3) removing the lactose contained in the mother milk by adding the activated immobilized Kluyveromyces lactis of step 2) to the mother milk; And

4) 상기 단계 3)의 락토오스가 제거된 모유에서 모유 올리고당을 분리 및 정제하는 단계;를 포함하는 모유 올리고당의 변화없이 락토오스가 제거된 모유 올리고당의 분리 및 정제 방법에 관한 것이다. And 4) separating and purifying the breast milk oligosaccharides from the lactose-removed breast milk of step 3). The present invention relates to a method for separating and purifying lactose-removed breast milk oligosaccharides without changing the breast milk oligosaccharide.

본 발명의 일 구현 예에서, 상기 단계 1)의 클루이베로마이세스 락티스의 고정화는 배양액이 제거된 클루이베로마이세스 락티스 1 중량부 당 알긴산나트륨 0.5~1.5 중량부를 혼합한 후 염화칼슘용액에 떨어뜨려 고정화하는 것이며, 보다 바람직하게는 클루이베로마이세스 락티스 1 중량부 당 알긴산나트륨 1 중량부를 혼합한 후 염화칼슘용액에 떨어뜨려 고정화하는 것이나, 이에 제한되지 않는다. In one embodiment of the present invention, the immobilization of Cluiveromyces lactis of step 1) is mixed with 0.5 ~ 1.5 parts by weight of sodium alginate per 1 part by weight of Cluiveromyces lactis from which the culture medium is removed and dropped into calcium chloride solution It is to be immobilized by stirring, more preferably 1 part by weight of sodium alginate per 1 part by weight of Cluyveromyces lactis, and then immobilized by dropping it in a calcium chloride solution, but is not limited thereto.

상기 고정화 클루이베로마이세스 락티스는 장기보관시 저온의 염화칼슘용액에 침지하여 비활성화 상태로 저장할 수 있으며, 비활성화 상태의 고정화 클루이베로마이세스 락티스는 배양 배지에서 11~13시간 동안 침지하여 활성화시킬 수 있고, 보다 바람직하게는 배양 배지에서 12시간 동안 침지하여 활성화시킨 후 발효에 사용할 수 있다. The immobilized Kluyveromyces lactis can be stored in an inactive state by immersing in low-temperature calcium chloride solution during long-term storage, and the immobilized Kluyveromyces lactis of the inactive state can be activated by immersing in culture medium for 11-13 hours. More preferably, it may be used for fermentation after activating by immersing in culture medium for 12 hours.

본 발명의 일 구현 예에서, 상기 단계 3)의 모유는 비정제 모유 및 정제 모유를 사용할 수 있으나, 바람직하게는 1차 정제 모유를 사용하는 것이다. In one embodiment of the present invention, the mother milk of step 3) may be used unrefined mother milk and refined mother milk, but preferably using a primary purified mother milk.

모유는 폴츠분배법(Folch partition method) 및 저온에탄올분획법(cold ethanol precipitation)을 이용하여 정제할 수 있고, Breast milk can be purified using the Folch partition method and cold ethanol precipitation,

보다 바람직하게는 More preferably

1) 모유를 4℃에서 4500rpm으로 30분 동안 원심분리하는 단계;1) centrifuging breast milk at 4500C for 30 minutes at 4 ° C;

2) 상기 단계 1)에서 원심분리된 시료의 중간층만 채집하는 단계;2) collecting only the intermediate layer of the sample centrifuged in step 1);

3) 상기 단계 2)에서 채집된 중간층 1 중량부 당 클로로폼(chloroform)과 메탄올(methanol)이 2:1의 부피비로 혼합된 혼합액을 4 중량부 첨가하여 4℃에서 4500rpm으로 30분 동안 원심분리하는 단계;3) 4 parts by weight of a mixed solution of chloroform and methanol in a volume ratio of 2: 1 per 1 part by weight of the intermediate layer collected in step 2) were added, and centrifuged for 30 minutes at 4500 rpm at 4 ° C. Doing;

4) 상기 단계 3)의 원심분리된 시료에서 상층액만 채집한 후, 상층액 1 중량부 당 에탄올 3 중량부를 첨가하고, 24시간 동안 4℃에서 반응하는 단계;4) collecting only the supernatant from the centrifuged sample of step 3), add 3 parts by weight of ethanol per 1 part by weight of the supernatant, and react at 4 ° C. for 24 hours;

5) 상기 단계 4)의 반응물을 4℃에서 4500rpm으로 30분 동안 원심분리하여 상등액을 채집하는 단계; 및 5) collecting the supernatant by centrifuging the reaction product of step 4) at 4 ° C. at 4500 rpm for 30 minutes; And

6) 상기 단계 5)의 상등액을 동결건조하는 단계;를 포함하여 정제할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 6) lyophilizing the supernatant of step 5); but may be purified, including, but not limited to.

본 발명의 일 구현 예에서, 상기 단계 4)의 모유 올리고당의 분리 및 정제는 원심분리, 여과 및 동결건조 과정을 통해 이루어지는 것이지만, 이에 제한되지 않는다. In one embodiment of the present invention, the separation and purification of the breast milk oligosaccharide of step 4) is through centrifugation, filtration and lyophilization, but is not limited thereto.

본 발명의 '락토오스의 제거'는 바람직하게는 락토오스 및 락토오스 분해 산물을 제거하는 것을 의미하며, 상기 락토오스 분해 산물은 글루코오스, 갈락토오스 및 에탄올이지만, 이에 제한되지 않는다. 'Removal of lactose' of the present invention preferably means the removal of lactose and lactose degradation products, the lactose degradation products being, but not limited to, glucose, galactose and ethanol.

본 발명의 바람직한 일 구현 예에서, 상기 모유로부터 락토오스를 제거하는 모유 올리고당의 분리 및 정제 방법은In a preferred embodiment of the present invention, the method for separating and purifying breast milk oligosaccharides to remove lactose from the mother milk is

1) 배양액이 제거된 클루이베로마이세스 락티스(Kluyveromyces lactis) 1 중량부 당 알지네이트(alginate) 1 중량부를 혼합한 후 염화칼슘용액에 떨어뜨려 고정화하는 단계;1) Kluyveromyces with culture removed lactis ) mixing 1 part by weight of alginate per 1 part by weight, and then dropping the result in a calcium chloride solution to fix it;

2) 상기 단계 1)의 고정화 클루이베로마이세스 락티스를 배양 배지에 12시간 동안 침지하여 고정화 클루이베로마이세스 락티스를 활성화하는 단계;2) activating the immobilized Kluyveromyces lactis by immersing the immobilized Kluyveromyces lactis of step 1) in the culture medium for 12 hours;

3) 상기 단계 2)의 활성화된 고정화 클루이베로마이세스 락티스를 물에 녹인 1차 정제 모유에 첨가하여 모유에 포함된 락토오스를 제거하는 단계; 및3) removing the lactose contained in the mother milk by adding the activated immobilized Kluyveromyces lactis of step 2) to the primary purified mother milk dissolved in water; And

4) 상기 단계 3)의 락토오스가 제거된 모유에서 원심분리, 여과 및 동결건조 처리하여 모유 올리고당을 분리 및 정제하는 단계;를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 4) separating and purifying the mother's milk oligosaccharide by centrifugation, filtration and lyophilization in the lactose-removed mother milk of step 3), but may not be limited thereto.

또한, 본 발명은 상기의 모유로부터 락토오스를 제거하는 모유 올리고당의 분리 및 정제 방법으로 분리 및 정제된 락토오스가 제거된 모유 올리고당을 제공한다. In addition, the present invention provides a mother milk oligosaccharide from which lactose has been separated and purified by a method of separating and purifying mother's milk oligosaccharides from which lactose is removed from the mother milk.

상기 모유 올리고당은 모유로부터 락토오스 및 락토오스 분해 산물이 선택적으로 제거되고, 모유 올리고당의 농도에는 변화가 없는 것이나, 이에 제한되지 않는다.
The breast milk oligosaccharides are selectively removed from lactose and lactose decomposition products from breast milk, and there is no change in the concentration of breast milk oligosaccharides, but is not limited thereto.

이하 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. However, the following examples are merely to illustrate the invention, but the content of the present invention is not limited to the following examples.

실험 방법Experiment method

1. 사용 균주 및 배양 조건1. Use strains and culture conditions

K. lactis는 충남대학교 발효 식품학 실험실에서 보관하고 있는 균주를 사용했다. K. lactis는 조제 YPD 배지(yeast extract[Bacto, New Jersey, USA] 10g/ℓ, Peptone[Bacto, New Jersey, USA] 20g/ℓ, Dextrose[Sigma-Aldrich, USA] 10g/ℓ)를 이용하여 30℃ 온도에서 배양하고, 15%(v/v) 글리세롤 스탁(glycerol stock)으로 -80℃에 보관하면서 실험에 사용하였다. 균주는 Optizen 2120 UV spectrophotometer(Mecasys, Seoul, Korea)를 이용해 흡광도(optical density, O.D.) 0.1이 되도록 YPD 배지에 접종하여 배양하였다. 배양은 원활한 산소 유입을 위하여 회전식 진탕기(Hanbaek, Gwangiu, Korea)에서 호기적 조건으로 배양하였다.
K. lactis was used as a strain stored in the fermented food science laboratory at Chungnam National University. K. lactis was prepared using prepared YPD medium (yeast extract [Bacto, New Jersey, USA] 10 g / l, Peptone [Bacto, New Jersey, USA] 20 g / l, Dextrose [Sigma-Aldrich, USA] 10 g / l). Incubated at a temperature of 30 ℃, was used in the experiment while storing at -80 ℃ in 15% (v / v) glycerol stock (glycerol stock). The strain was inoculated in YPD medium using an Optizen 2120 UV spectrophotometer (Mecasys, Seoul, Korea) to have an optical density (OD) of 0.1. The culture was incubated in aerobic conditions in a rotary shaker (Hanbaek, Gwangiu, Korea) for smooth oxygen inflow.

2. 배양 조건에 따른 2. According to the culture conditions K. K. lactislactis 자유 효모의 생장 측정Growth measurement of free yeast

K. lactis의 생장곡선과 당 제거 및 대사산물 생성을 통해 외부환경 조건의 영향을 확인하였다. The growth curve of K. lactis, the removal of sugars and the production of metabolites were examined for the effects of external environmental conditions.

K. lactis가 유당(락토오스)을 제거할 수 있음을 확인하기 위하여 YP 배지에 각각 10g/ℓ의 글루코오스와 락토오스를 추가한 후, K. lactis를 접종 및 배양하였다. In order to confirm that K. lactis can remove lactose (lactose), 10 g / L of glucose and lactose were added to YP medium, and then K. lactis was inoculated and cultured.

배지와 당의 종류에 대한 영향은 YP 배지와 YNB 배지에 각각 20g/ℓ에 해당하는 글루코오스, 락토오스 및 갈락토오스를 첨가한 후 K. lactis를 접종하고 배양하였다. The effect on the type of medium and sugar was inoculated and cultured with K. lactis after adding 20 g / l of glucose, lactose and galactose to YP medium and YNB medium, respectively.

아미노산의 영향은 YNB 배지와 YNB W/O a/a(without amino acid) 배지를 아미노산 비율에 따라 W/O(without), 1%, 5%, 10%, 100%(v/v)로 혼합한 뒤, 60g/ℓ의 락토오스를 첨가하여 K. lactis를 접종 후 배양하였다. The effect of amino acids is to mix YNB medium and YNB W / O a / a (without amino acid) medium in W / O (without), 1%, 5%, 10%, 100% (v / v) depending on the amino acid ratio. After inoculation, 60 g / l lactose was added to inoculate K. lactis and cultured.

K. lactis의 초기 접종 농도가 미치는 영향은 일반농도 접종을 위해 락토오스 20g/ℓ를 포함한 배지에 K. lactis를 1.5%(v/v) 접종하였고, 고농도 접종을 위해 배양액의 25%(v/v)에 해당하는 양으로부터 K. lactis 펠렛만 분리하여 접종 및 배양하였다. Effect of initial inoculation density of K. lactis on a 1.5% by K. lactis in a culture medium containing lactose and 20g / ℓ for the average concentration of inoculation (v / v) was inoculated with 25% of the culture medium for inoculation at a high concentration (v / v K. lactis Only pellets were inoculated and incubated.

배지의 영향은 락토오스 40g/ℓ를 첨가한 YNB W/O a/a 배지 또는 증류수에 접종한 뒤 배양하였다. 모유에서 분리한 당의 영향은 락토오스와 분리한 모유 당을 40g/ℓ 첨가한 YNB W/O a/a 배지에 K. lactis를 접종 및 배양하였다. The effect of the medium was incubated in YNB W / O a / a medium or distilled water to which 40 g / L of lactose was added and then cultured. The effect of sugar isolated from breast milk was inoculated and cultured with K. lactis in YNB W / O a / a medium containing 40 g / L of lactose and breast milk sugar isolated.

배양액의 부피는 모두 200㎖였으며, 30℃에서 200rpm으로 진탕 배양하였다. 세포의 성장은 3시간 간격으로 600nm에서 흡광도를 측정하여 확인하였다. 모유에서 분리한 당(1차 정제 모유)은 매일유업에서 기증받은 모유를 폴츠분배법(Folch partition method) 및 저온에탄올분획법(cold ethanol precipitation)으로 처리하여 얻었다.
The volume of the culture solution was all 200 ml, shaking culture was carried out at 30 ℃ 200 rpm. Cell growth was confirmed by measuring absorbance at 600 nm every three hours. Sugar isolated from breast milk (primary refined breast milk) was obtained by treating the milk donated by Maeil Dairy by the Folch partition method and cold ethanol precipitation.

3. 칼슘 3. Calcium 알지네이트(calcium alginate)를Alginate (calcium alginate) 이용한  Used K. K. lactislactis 고정fixing

고정에 사용할 K. lactis는 YPD 배지 200㎖에 접종하여 30℃, 200rpm으로 12시간 동안 진탕 배양해 얻었다. 그 후 배양액은 의료용 냉동 원심 분리기(vision scientific, Gyeonggi, Korea)를 사용해 4℃, 4500rpm에서 10분 동안 원심분리 하여 배양액을 제거하였으며, 동량의 1%(v/v) 효모 추출물 혼합액(효소 분해에 의해 효소의 수용성 부분을 농축한 효모 추출물을 증류수에 혼합)을 첨가하여 2차 원심분리 및 배지를 제거하였다. 상기 배지 제거 및 세척 과정은 세 번 반복하였다. 배양액이 제거된 효모액은 3%(w/v) 알긴산나트륨(sodium alginate)과 동일한 비율로 균일하게 혼합한 후, 주사기(syringe, Koreavaccine, Gyeonggi, Korea)를 사용하여 0.5M CaCl2 1ℓ에 방울 상태로 떨어뜨려 주었다. 견고성을 위해 알지네이트 비드(alginate bead)는 0.5M CaCl2 용액에 2시간 이상 안정화시킨 뒤 발효에 사용했으며, 장시간 보관 시 4℃ CaCl2 용액에 저장하였다. 고정화 과정은 총 2번 반복해 총 400㎖의 YPD 배지에 해당하는 K. lactis 고정화물을 얻었다.
K. lactis to be used for immobilization was inoculated in 200 ml of YPD medium and incubated for 12 hours at 30 ° C. and 200 rpm. Subsequently, the culture solution was centrifuged at 4 ° C. and 4500 rpm for 10 minutes using a medical refrigeration centrifuge (vision scientific, Gyeonggi, Korea) to remove the culture solution, and the same amount of the 1% (v / v) yeast extract mixture (enzyme digestion). By mixing the yeast extract concentrated in the water-soluble portion of the enzyme into distilled water) to remove the secondary centrifugation and the medium. The medium removal and washing process was repeated three times. The yeast solution from which the culture solution was removed was uniformly mixed at the same ratio as 3% (w / v) sodium alginate, and then dropped into 1 L of 0.5M CaCl 2 using a syringe (syringe, Koreavaccine, Gyeonggi, Korea). I dropped it in a state. Alginate beads were stabilized in 0.5M CaCl 2 solution for at least 2 hours for fermentation and used for fermentation, and stored in 4 ° C. CaCl 2 solution for long time storage. The immobilization process was repeated two times to obtain a K. lactis immobilized product corresponding to a total of 400 ml of YPD medium.

4. 배양 조건에 따른 4. According to the culture conditions K. K. lactislactis 고정화 효모의 생장 측정Growth Measurement of Immobilized Yeast

K. lactis 고정화 효모의 활성화를 위해 락토오스 20g/ℓ를 포함한 YNB 배지에 접종 후 30℃에서 100rpm으로, 12~14 시간 동안 진탕 배양하였다. K. lactis 고정화 효모는 활성화 후 실험에 사용하기 위해 증류수로 세척하였다. K. lactis For inactivation of immobilized yeast, inoculated in YNB medium containing 20 g / l of lactose, followed by shaking culture at 100 ° C. at 30 ° C. for 12-14 hours. K. lactis Immobilized yeast was washed with distilled water for use in experiments after activation.

K. lactis 고정화 효모 활성화에 의한 영향은 락토오스 20g/ℓ가 첨가된 YNB 배지 200㎖에 CaCl₂에 저장한 비활성화 고정화 효모와 YNB 배지에 활성화한 고정화 효모를 접종 및 배양하여 확인하였다. The effect of K. lactis immobilized yeast activation was confirmed by inoculation and incubation of inactivated immobilized yeast stored in CaCl 2 and activated immobilized yeast in YNB medium in 200 ml of YNB medium to which lactose 20g / L was added.

배지 아미노산 농도의 영향은 락토오스 20g/ℓ 및 YNB 배지와 YNB W/O a/a(without amino acid) 배지를 아미노산 비율에 따라 W/O(without), 1%, 5%, 10%, 100%(v/v)로 혼합된 YNB 배지 100㎖에 접종 및 배양하여 확인하였다. The effect of medium amino acid concentration on lactose 20g / L and YNB medium and YNB W / O a / a (without amino acid) medium were W / O (without), 1%, 5%, 10%, 100% according to amino acid ratio. It was confirmed by inoculation and incubation in 100 ml of YNB medium mixed with (v / v).

높은 농도의 당에서도 배지의 영향을 받는지 확인하기 위하여 락토오스 40g/ℓ를 첨가한 YNB 배지 또는 락토오스 40g/ℓ를 첨가한 증류수에 K. lactis 고정화 효모를 접종해 주었다. To determine whether the medium was affected by high concentrations of sugar, K. lactis was added to YNB medium with lactose 40 g / L or distilled water with 40 g / L lactose. Immobilized yeast was inoculated.

K. lactis 고정화 효모의 복합당에 대한 영향을 확인하기 위해서 GOS, 1차 정제한 모유 또는 락토오스를 20g/ℓ 포함한 증류수에 각각 접종 및 배양하였다.
K. lactis In order to confirm the effect on the complex sugar of immobilized yeast, inoculated and incubated in distilled water containing 20 g / L of GOS, primary purified milk or lactose, respectively.

5. 5. K. K. lactislactis of 당 소비 및 대사 산물 생성 농도 측정 Determination of sugar consumption and metabolite production concentration

배양액은 원심분리 후 상등액을 High-pressure liquid chromatography infinity 1260(Agilent Technologies, USA)를 이용해 굴절률(refractive index, Agilent Technologies, California, USA)로 대사 산물을 검출했다. 컬럼은 Rezex Roa-organic acid H+mm(Phenomenex, California, USA)을 사용하였으며, 이동상은 0.005N 황산으로 0.6㎖/min의 유속으로 흐르게 하였고, 40℃의 온도조건하에서 분석하였다. 시료는 1/10로 희석하여 사용하였고, 일 회 40㎕의 시료를 주입하였다. 측정 시 표준물질은 글루코오스, 갈락토오스, 락토오스, 젖산(lactate) 및 에탄올을 사용하였다.
After centrifugation, the supernatant was detected by metabolites using a high-pressure liquid chromatography infinity 1260 (Agilent Technologies, USA) with a refractive index (Agilent Technologies, California, USA). The column used Rezex Roa-organic acid H + mm (Phenomenex, California, USA), the mobile phase was flowed at a flow rate of 0.6ml / min with 0.005N sulfuric acid, and analyzed under a temperature condition of 40 ℃. Samples were diluted to 1/10 and 40 μl sample was injected once. Standards for measurement were glucose, galactose, lactose, lactate and ethanol.

6. 6. HMOHMO 소실 여부 측정 Measuring loss

모유 올리고당 및 GOS 배양액을 다공성 흑연성 탄소-고상추출(Porous graphitic carbon-Solid phase extraction, PGC SPE)로 세척하여 측정하였다. 0, 4, 8, 12시간에 얻은 샘플을 UPLC(Ultra Performance Liquid Chromatography)를 사용하여 분리했으며, 측정은 6550 Quadrupole time-of-flight mass spectrometer (Q-TOF)의 scan mode를 사용해 검출하였다. 컬럼은 다공성 흑연성 탄소(Porous graphitic carbon)로, 이동상으로는 0.1 FA(포름산 암모늄)가 포함된 3% ACN(아세토나이트릴)과 0.1 FA가 포함된 90% ACN를 사용하였다.
Breast milk oligosaccharides and GOS cultures were measured by washing with Porous graphitic carbon-Solid phase extraction (PGC SPE). Samples obtained at 0, 4, 8 and 12 hours were separated using UPLC (Ultra Performance Liquid Chromatography) and measurements were detected using the scan mode of the 6550 Quadrupole time-of-flight mass spectrometer (Q-TOF). The column was porous graphitic carbon, and 3% ACN (acetonitrile) with 0.1 FA (ammonium formate) and 90% ACN with 0.1 FA were used as the mobile phase.

실시예Example 1. 배양 환경 조건이  1. Environmental conditions for culture K. K. lactislactis on 의한 배지 중 발효성 당 제거에 미치는 영향 확인 Effect on the removal of fermentable sugars

1) K. lactis에 의한 락토오스 및 글루코오스 제거1) Removal of lactose and glucose by K. lactis

YP 배지에 각각 10g/ℓ의 글루코오스 또는 락토오스를 첨가하여 조정한 배지에 K. lactis를 배양하며 세포의 성장 및 기질과 생산물의 농도를 측정하였다. K. lactis was cultured in medium adjusted by adding 10 g / l glucose or lactose to YP medium, and cell growth and substrate and product concentrations were measured.

그 결과, 도 1(a)에 나타난 바와 같이 YP 배지에서 K. lactis는 발효 18시간 후 세포성장이 최대로 나타났고, 글루코오스 첨가시 O.D.값은 8.2, 락토오스 첨가 시 O.D.값은 7.5로 글루코오스를 첨가하였을 경우 락토오스를 첨가한 것보다 약 10% 더 높은 값을 나타냈다. As a result, as shown in Figure 1 (a) K. lactis in YP medium showed the maximum cell growth after 18 hours of fermentation, OD value of 8.2 when added glucose, 7.5 OD added by lactose added glucose to 7.5 In this case, it was about 10% higher than the addition of lactose.

또한, 발효 15시간 후 글루코오스와 락토오스의 농도는 0으로 수렴하였으나, 생성물의 농도는 차이를 보였다. K. lactis의 락토오스 및 글루코오스 배양을 통한 주요 생산물은 에탄올이며, 글루코오스 배양 이후 에탄올과 젖산(lactate)의 농도는 각각 11.25g/ℓ, 1.13g/ℓ로 증가하였고(도 1(b)), 락토오스 사용 시 에탄올과 젖산 농도는 각각 14.96g/ℓ, 1.40g/ℓ였다(도 1(c)). In addition, after 15 hours of fermentation, the concentrations of glucose and lactose converged to 0, but the concentrations of the products were different. The main products through the culture of lactose and glucose of K. lactis were ethanol, and the concentrations of ethanol and lactate increased to 11.25 g / l and 1.13 g / l, respectively, after glucose culture (Fig. 1 (b)). In use, ethanol and lactic acid concentrations were 14.96 g / l and 1.40 g / l, respectively (FIG. 1 (c)).

상기 결과를 통해 발효 후 글루코오스와 락토오스는 모두 제거되는 것을 확인하였다.
Through the above results, it was confirmed that after fermentation, both glucose and lactose were removed.

2) 배지 및 탄소원에 따른 K. lactis의 대사 변화2) Metabolic changes of K. lactis according to medium and carbon source

발효 후 올리고당을 정제하는 다운스트림(downstream) 공정을 감안하면 배지의 성분을 최소화하여 단순화하는 것이 유리하다. 따라서 성분이 풍부한 배지(rich media)인 YP 배지를 성분이 한정된 배지(defined media)인 YNB 배지로 바꾸어 배지에 따른 K. lactis의 발효성 당 제거 능력을 비교하였다. Given the downstream process of purifying oligosaccharides after fermentation, it is advantageous to minimize and simplify the components of the medium. Therefore, YP medium, which is a rich media, was replaced with YNB, which is a defined media, to compare the fermentable sugar removal ability of K. lactis .

YP 배지와 YNB 배지에 각각 글루코오스, 락토오스 및 갈락토오스를 20g/ℓ 농도로 첨가한 후, K. lactis를 배양하였다. 그 결과 도 2에 나타난 바와 같이 배지의 성분과 당의 종류는 K. lactis 생장에 영향을 주었다. YP 배지에서의 최대 세포 농도는 글루코오스, 락토오스 및 갈락토오스 첨가 순으로 각각 O.D. 7.84, 6.98 그리고 5.78이었다. 락토오스와 갈락토오스 첨가 시 글루코오스을 이용한 최대 세포성장 농도에 대하여 각각 90%, 75%의 값을 보였다(도 2(a)). YNB 배지를 이용하였을 경우 YP 배지에 비해 K. lactis의 최대 세포성장 농도가 감소하였다. 글루코오스, 락토오스 및 갈락토오스를 첨가한 YNB 배지의 최대 흡광도는 O.D. 5.41, 5.30 그리고 3.50으로, 이는 동일한 탄소원을 이용하여 YB 배지에서 발효하였을 때와 비교하여 60~70%의 값이었다(도 2(b)). Glucose, lactose and galactose were added to the YP medium and the YNB medium at 20 g / L, respectively, followed by incubation of K. lactis . As a result, as shown in Figure 2 the components of the medium and the type of sugar K. lactis It affected growth. Maximum cell concentrations in YP medium were OD 7.84, 6.98 and 5.78, respectively, in the order of glucose, lactose and galactose addition. The addition of lactose and galactose showed 90% and 75% of the maximum cell growth concentration using glucose, respectively (FIG. 2 (a)). When YNB medium was used, the maximum cell growth concentration of K. lactis was decreased compared to YP medium. The maximum absorbance of YNB medium with glucose, lactose and galactose was OD 5.41, 5.30 and 3.50, which was 60-70% compared to when fermented in YB medium using the same carbon source (Fig. 2 (b)). ).

또한, 기질 제거 및 생산물 생성에서도 배지와 당에 따라 차이를 나타냈다. YP 배지에서 20g/ℓ의 글루코오스, 락토오스 그리고 갈락토오스는 글루코오스와 락토오스가 24시간 후에 0g/ℓ에 이르는데 반해, 갈락토오스는 28시간 후에 모두 소멸하였다(도 2(c)). 생성된 에탄올 농도는 모두 11.32g/ℓ였다(도 2(e)). YNB 배지에 배양 시 24 시간 후 글루코오스와 락토오스의 농도는 0에 수렴하지만, 갈락토오스의 농도는 8.57g/ℓ였다(도 2(d)). 글루코오스, 락토오스 및 갈락토오스의 에탄올 생성 또한 각각 9.60g/ℓ, 10.65g/ℓ, 5.26g/ℓ로 갈락토오스에서 가장 낮은 값을 보였다(도 2(f)). 갈락토오스의 경우 소모속도가 글루코오스 및 락토오스에 비하여 약 60%였으나 발효시간을 연장하여 36시간을 지속하였을 경우, 배지 중의 갈락토오스는 모두 소멸하였다.
In addition, the substrate removal and product production also showed a difference depending on the medium and sugar. Glucose, lactose and galactose at 20 g / L in YP medium, while glucose and lactose reached 0 g / L after 24 hours, galactose disappeared after 28 hours (Fig. 2 (c)). The ethanol concentrations produced were all 11.32 g / l (FIG. 2 (e)). After 24 hours of incubation in YNB medium, the concentration of glucose and lactose converged to 0, but the concentration of galactose was 8.57 g / L (FIG. 2 (d)). Ethanol production of glucose, lactose and galactose was also the lowest value in galactose at 9.60 g / l, 10.65 g / l and 5.26 g / l, respectively (FIG. 2 (f)). The consumption rate of galactose was about 60% compared to glucose and lactose, but when the fermentation time was extended for 36 hours, all the galactose in the medium disappeared.

3) 아미노산 함량에 따른 K. lactis의 발효율 변화3) Changes in Efficacy of K. lactis According to Amino Acid Content

아미노산이 들어있지 않은 YNB 배지(YNB w/o Amino acid)와 기존의 YNB 배지를 이용하여 K. lactis의 락토오스 제거와 배지 중 아미노산 농도와의 상관관계를 확인하였다. 아미노산이 들어 있지 않은 YNB 배지에 동일한 농도의 기존 YNB 배지를 0%, 1%, 5%, 10%, 100%(v/v)로 혼합하고, 락토오스 농도를 60g/ℓ로 조정 후, K. lactis를 배양하여 K. lactis의 성장과 이에 따른 락토오스의 감소, 발효 부산물의 생성결과를 확인하였다. The YNB medium (YNB w / o Amino acid) containing no amino acid and the conventional YNB medium were used to confirm the correlation between the lactose removal of K. lactis and the amino acid concentration in the medium. After mixing the same concentration of the existing YNB medium in the YNB medium containing no amino acid at 0%, 1%, 5%, 10%, 100% (v / v), after adjusting the lactose concentration to 60g / l, K. culturing the growth of K. lactis lactis and subsequent reduction of the lactose due, it confirmed the generation result of the fermentation by-products.

그 결과, 도 3에 나타난 바와 같이 아미노산을 서로 다르게 조정한 전체 배지의 최대 흡광도는 4.99(±0.09)로 각각의 배지에서 큰 차이를 보이지 않았다(도 3(a)). 락토오스 제거 및 에탄올 생성에서도 아미노산에 의한 차이는 나타나지 않았다. 24시간 후 락토오스와 에탄올의 농도는 각각 35.51(±1.18)g/ℓ, 14.72(±1.01)g/ℓ로 모든 배지에서 유사한 값을 보여 배지 중 아미노산 농도는 K. lactis의 발효성 당 제거에 영향을 미치지 않음을 확인할 수 있었다 (도 3(b, c)).
As a result, as shown in FIG. 3, the maximum absorbance of the total medium in which the amino acids were adjusted differently was 4.99 (± 0.09), and there was no significant difference in each medium (FIG. 3 (a)). Lactose removal and ethanol production did not show any amino acid differences. The concentration of 24 hours after lactose and ethanol are each 35.51 (± 1.18) g / ℓ , 14.72 (± 1.01) a g / ℓ shown to be similar in all the amino acid medium in the medium concentration effect on the removal of sugar fermentable K. lactis It was confirmed that did not have (Fig. 3 (b, c)).

4) 고농도 K. lactis 배양을 이용한 발효성 당 제거4) Elimination of Fermentative Sugars Using High-Concentration K. lactis Culture

초기 K. lactis 농도가 발효성 당 제거에 미치는 영향을 확인하기 위해 서로 다른 아미노산 농도를 가지는 YNB 배지에 락토오스 20g/ℓ를 첨가한 후, K. lactis를 고농도 및 일반농도로 접종하여 배양하였다. 고농도 접종 시 15시간 발효 후 최대 세포 농도는 O.D. 4.76(±0.33)이었고, 일반농도 접종 시 발효 후 최대 세포 농도는 21시간 후에 O.D. 4.04(±0.11)에 도달하였다(도 4(a)). To determine the effect of initial K. lactis concentration on the removal of fermentable sugars, lactose was added to YNB medium having different amino acid concentrations, and then cultured by inoculating K. lactis at high and normal concentrations. The maximum cell concentration after fermentation for 15 hours at high concentration was OD 4.76 (± 0.33), and the maximum cell concentration after fermentation at normal concentration reached OD 4.04 (± 0.11) after 21 hours (Fig. 4 (a)).

또한, K. lactis가 20g/ℓ의 락토오스를 제거하는데 고농도 접종은 18시간, 일반농도 접종은 22시간이 소요되었다. 종료 시 락토오스의 농도는 모두 0.80(±0.42)g/ℓ로 대부분의 락토오스는 제거되었고, 생성된 에탄올의 농도는 모두 10g/ℓ 근처였다 (도 4(b, c)). 발효시간을 제외하고 발효성 당의 제거 및 최종 대사 산물의 농도에는 차이가 없었다.
In addition, it took 18 hours for high concentration inoculation and 22 hours for general inoculation for K. lactis to remove 20g / l lactose. At the end, the concentration of lactose was 0.80 (± 0.42) g / l and most of the lactose was removed, and the concentration of ethanol produced was all around 10 g / l (Fig. 4 (b, c)). Except for fermentation time, there was no difference in the removal of fermentable sugars and the concentration of final metabolite.

5) 배지의 존재가 발효성 당 제거에 미치는 영향5) Effect of Media on Fermentative Sugar Removal

K. lactis를 이용하여 발효성 당을 제거하는 경우 발효과정 이후의 올리고당 정제과정을 고려한다면, 배지에 최대한 다른 성분의 첨가 없이 발효성 당을 소모하여야 한다. 따라서, 배지의 첨가 없이 발효성 당만을 첨가하여 K. lactis가 발효성 당을 소모하는 정도를 확인하였다. If K. lactis is used to remove fermentable sugars, the fermentation sugars should be consumed without adding other ingredients to the medium, considering the oligosaccharide purification after the fermentation process. Therefore, only the fermentable sugars were added without adding the medium to confirm the extent to which K. lactis consumed the fermentable sugars.

아미노산이 없는 YNB 배지와 증류수에 각각 40g/ℓ의 락토오스를 첨가한 후 YNB 배지에 전 배양하여 활성화시킨 K. lactis를 접종하여 배양하였다. 40g / L of lactose was added to YNB medium without amino acid and distilled water, respectively, and then cultured by inoculation with activated K. lactis in YNB medium.

그 결과, 도 5(a)에 나타난 바와 같이 K. lactis 생장은 배지 첨가 여부에 따라 상당한 차이를 나타냈다. 아미노산이 없는 YNB 배지에 배양하였을 때 최대 세포 농도가 O.D. 5.64였는데 비해, 증류수에 K. lactis를 접종한 경우 체세포 분열은 거의 관찰되지 않아 최대 흡광도는 O.D. 0.46이었다. 그러나 락토오스 제거와 에탄올 생성에는 배지의 영향을 받지 않았다(도 5(b, c)). YNB 배지 배양 후 락토오스와 에탄올의 최종 농도는 각각 13.66g/ℓ, 11.29g/ℓ였으며, 증류수에 접종하여 배양한 경우도 최종 농도인 13.26g/ℓ와 11.43g/ℓ로 유사한 값을 나타냈다.
As a result, as shown in Figure 5 (a) K. lactis growth showed a significant difference depending on the addition of the medium. The maximum cell concentration was OD 5.64 when incubated in YNB medium without amino acids. Somatic cell division was hardly observed when K. lactis was inoculated in distilled water, so the maximum absorbance was OD 0.46. However, lactose removal and ethanol production were not affected by the medium (Fig. 5 (b, c)). The final concentrations of lactose and ethanol were 13.66 g / l and 11.29 g / l, respectively, after incubation with YNB medium, and the final concentrations were 13.26 g / l and 11.43 g / l, respectively.

실시예Example 2.고정화  2.Fixing K. K. lactislactis 를 이용한 발효성 당의 제거  Of fermentable sugars using

1) 고정화 K. lactis의 활성화가 발효성 당 제거에 미치는 영향1) immobilization Effect of K. lactis on Fermentation of Sugars

발효성 당의 제거를 위한 최적의 공정 개발을 위하여 K. lactis를 알지네이트(alginate)를 이용하여 고농도로 고정화하였다. 고농도 고정화 효모를 이용한 발효는 전체 발효성 당 제거에 필요한 발효 시간을 단축하고, 고정화 균체의 회수가 용이하여 공정을 단순화할 수 있고, 균체의 전 배양 시간을 생략하여 전체 공정시간을 단축할 수 있는 장점이 있다.To develop an optimal process for the removal of fermentable sugars, K. lactis was immobilized at high concentration using alginate. Fermentation using a high concentration of immobilized yeast can shorten the fermentation time required to remove the total fermentable sugar, simplify the process by easily recovering the immobilized cells, and can shorten the overall process time by omitting the entire incubation time of the cells. There is an advantage.

장기간 낮은 온도의 염화칼슘용액에 보존한 고정화 K. lactis는 대사 활성을 잃어 발효성 당 제거 능력이 소실 또는 감소될 수 있다. 이를 확인하기 위하여 고정화 K. lactis를 4℃에서 3일 동안 보관한 후 실험에 사용하였다. 고정화 K. lactis 활성화를 위해 고정화 K. lactis는 실험에 사용하기 전 YNB 배지에 12시간 동안 침지하여 사용하였다. 배양 전 활성화한 K. lactis 고정화 효모와 활성화 하지 않은 고정화 효모를 락토오스 20g/ℓ가 첨가된 YNB 배지 넣어 락토오스 농도의 변화를 관찰하였다.Immobilized K. lactis stored in calcium chloride solution for a long period of time loses its metabolic activity and can lose or reduce fermentable sugar removal ability. To confirm this, immobilized K. lactis was stored at 4 ° C. for 3 days and then used in the experiment. Immobilization of K. lactis Immobilized K. lactis was used for 12 hours immersion in YNB medium before use in experiments. K. lactis activated before incubation Immobilized yeast and inactivated immobilized yeast were added to YNB medium containing 20 g / l of lactose, and the change of lactose concentration was observed.

그 결과, 도 6에 나타난 바와 같이 고정화 K. lactis의 활성화는 락토오스 제거와 에탄올 생성 속도에 상당한 영향을 미쳤다. 활성화한 고정화 K. lactis를 사용한 경우 20g/ℓ의 락토오스는 6시간 안에 모두 소멸되었고, 그 발효 부산물로 8.96g/ℓ의 에탄올이 생성되었다(도 6(a)). 그러나 장기 보존하여 활성화하지 않은 고정화 K. lactis를 사용한 경우 12시간이 지난 후에도 6.65g/ℓ의 락토오스가 남아 있었으며, 에탄올의 농도는 2.18g/ℓ였다(도 6(b)).As a result, as shown in FIG. 6, activation of immobilized K. lactis significantly affected lactose removal and ethanol production rate. When activated immobilized K. lactis was used, 20 g / l of lactose disappeared within 6 hours, and 8.96 g / l of ethanol was produced as a fermentation by-product (FIG. 6 (a)). However, in the case of using the immobilized K. lactis which was not activated for a long time, 6.65 g / l of lactose remained after 12 hours, and the concentration of ethanol was 2.18 g / l (Fig. 6 (b)).

상기 결과를 바탕으로 발효 시작 전 고정화 K. lactis의 활성화가 발효성 당 제거에 중요한 요인이라는 것을 확인할 수 있었다.
Based on the above results, it was confirmed that the activation of immobilized K. lactis before fermentation was an important factor for the removal of fermentable sugars.

2) 아미노산이 고정화 K. lactis의 발효성 당 제거에 미치는 영향2) Effect of Amino Acids on the Removal of Fermentative Sugars of Immobilized K. lactis

아미노산이 함유되지 않은 YNB(YNB without amino acid)와 일반 YNB 배지를 이용하여 아미노산이 고정화 K. lactis의 발효성 당 제거에 미치는 영향을 확인하였다. 아미노산이 함유되지 않은 YNB 배지(YNB without amino acid)에 일반 YNB 배지를 1%, 5%, 10%, 100%(v/v) 혼합하고, 20g/ℓ의 유당을 첨가한 후 고정화 K. lactis를 접종 및 배양하여, 성장, 락토오스 및 에탄올 농도를 측정하였다.The effect of amino acids on the removal of fermentable sugars of immobilized K. lactis was determined using YNB without amino acid and normal YNB medium. 1%, 5%, 10%, 100% (v / v) of normal YNB medium is mixed in YNB medium without amino acid (YNB without amino acid), and 20 g / l lactose is added and immobilized K. lactis Was inoculated and incubated to determine growth, lactose and ethanol concentrations.

그 결과, 도 7(a)에 나타난 바와 같이 고정화 K. lactis의 성장은 배지 아미노산의 양에 영향을 거의 받지 않았다. 하지만, 발효 8시간 이후 일반 YNB 배지의 농도에 비례하여 락토오스의 농도가 감소하는 것을 확인하였다. 일반 YNB 배지가 100%인 경우 8시간 반응 후 20g/ℓ의 락토오스가 모두 소모되었으나, 1% 혹은 아미노산을 첨가하지 않은 YNB 배지는 4g/ℓ의 유당이 잔류하였다. 그러나 반응 10시간 후에는 일반 YNB 배지의 함량에 상관없이 20g/ℓ의 유당이 전량 소모되었다. 생성된 에탄올의 농도는 8.13(±0.92)g/ℓ로 역시 일정하였다(도 7(b, c)).
As a result, as shown in Fig. 7 (a), the growth of immobilized K. lactis was hardly affected by the amount of medium amino acids. However, after 8 hours of fermentation, the concentration of lactose was decreased in proportion to the concentration of general YNB medium. In case of 100% of general YNB medium, 20g / L of lactose was consumed after 8 hours of reaction, but 4g / L of lactose remained in YNB medium without 1% or amino acid. However, after 10 hours, 20 g / l of lactose was consumed regardless of the content of general YNB medium. The concentration of ethanol produced was also constant at 8.13 (± 0.92) g / l (Fig. 7 (b, c)).

3) 배지의 존재가 고정화 K. lactis의 발효성 당 제거에 미치는 영향3) Effect of Medium on the Removal of Fermentative Sugars of Immobilized K. lactis

일반 YNB 배지 또는 배지 성분이 전혀 들어 있지 않은 증류수에 40g/ℓ의 락토오스를 첨가한 후, 활성화된 고정화 K. lactis를 추가하여 락토오스 제거와 에탄올 생성을 확인하였다.After adding 40 g / L lactose to distilled water containing no general YNB medium or medium components, activated immobilized K. lactis was added to confirm lactose removal and ethanol production.

그 결과, 도 8에 나타난 바와 같이 12시간 동안 배양한 후의 락토오스 농도는 YNB 배지의 존재와 상관없이 0.27(±0.22)g/ℓ로, 대부분의 락토오스가 소모되었으며(도 8(a)), 에탄올 생성에서도 배양 후 농도가 15.03(±0.10)g/ℓ로 동일하였다(도 8(b)). As a result, as shown in Figure 8 lactose concentration after incubation for 12 hours was 0.27 (± 0.22) g / ℓ irrespective of the presence of YNB medium, most of the lactose was consumed (Fig. 8 (a)), ethanol In production, the concentration after culture was the same as 15.03 (± 0.10) g / l (Fig.

상기 실험의 결과로, 고정화 K. lactis를 이용하여 모유 올리고당에 섞여 있는 발효성 당을 제거하기 위하여는 고정화 K. lactis를 활성화한 후 증류수에서 직접 반응을 진행시킬 수 있음을 확인하였다.
To the result of the experiment, using an immobilized K. lactis remove fermentable sugar mixed in the breast milk oligosaccharides was confirmed that this reaction can proceed directly from distilled water to activate the immobilized K. lactis.

4) 고정화 K. lactis를 이용한 GOS 또는 모유 올리고당에서의 발효성 당 제거4) Removal of Fermentative Sugars from GOS or Breast Milk Oligosaccharides Using Immobilized K. lactis

락토오스, GOS 및 락토오스가 포함된 1차 정제 모유 올리고당 각 20g/ℓ를 증류수에 녹인 후, 활성화된 고정화 K. lactis를 이용하여 발효성 당을 제거하는 공정을 수행하였다.20 g / l of each of the primary purified mother's milk oligosaccharides containing lactose, GOS and lactose were dissolved in distilled water, and then fermented sugar was removed using activated immobilized K. lactis .

그 결과, 도 9에 나타난 바와 같이 초기 20g/ℓ의 락토오스는 12시간 후 모두 소멸하였고, 1차 정제된 모유 올리고당에 존재하는 15g/ℓ의 락토오스는 8시간 후에 모두 소모되었다. GOS에 존재하는 4g/ℓ의 갈락토오스는 6시간 후 모두 소멸하였다. 반응 후 에탄올의 농도는 락토오스, GOS, 1차 정제한 모유 올리고당에서 각 7.94g/ℓ, 2.81g/ℓ, 6.75g/ℓ였다. As a result, as shown in Figure 9, the initial 20 g / L lactose was all disappeared after 12 hours, 15 g / L lactose present in the primary purified breast milk oligosaccharides were all consumed after 8 hours. 4 g / L of galactose present in GOS disappeared after 6 hours. The ethanol concentrations after the reaction were 7.94 g / l, 2.81 g / l, and 6.75 g / l in lactose, GOS, and primary purified milk oligosaccharides, respectively.

또한, 반응 후 GOS와 모유 올리고당의 소실 여부를 확인한 결과, 도 10에 나타난 바와 같이 GOS의 다양한 올리고머(oligomer)는 발효과정 중 K. lactis에 의하여 갈락토오스와 함께 DP(degree of polymerizatio)2의 올리고머인 갈락토비오스(galactobiose)가 소모되었으나, DP3 이상의 올리고당들의 감소는 확인되지 않았다. HMO는 락토오스를 제외한 다른 올리고당의 농도 변화는 확인되지 않았다. 특히, 락토오스를 제외하고 가장 작은 올리고당인 푸코실락토오스(fucosyllactose, DP3)의 농도는 변화하지 않아 고정화 K. lactis를 이용하여 모유 올리고당에서 발효성 당을 선택적으로 제거하였음을 확인하였다.In addition, as a result of confirming the loss of GOS and breast milk oligosaccharide after the reaction, as shown in Figure 10, the various oligomers (GOS) of the oligomer is a oligomer of DP (degree of polymerizatio) 2 with galactose by K. lactis during the fermentation process. Galactobiose was consumed, but no decrease in oligosaccharides above DP3 was observed. HMO was not found to change the concentration of oligosaccharides other than lactose. In particular, the concentration of fucosyllactose (DP3), the smallest oligosaccharide except lactose, did not change, and it was confirmed that fermentable sugars were selectively removed from breast milk oligosaccharides using immobilized K. lactis .

Claims (10)

1) 배양액이 제거된 클루이베로마이세스 락티스(Kluyveromyces lactis) 1 중량부 당 알긴산나트륨 0.5~1.5 중량부를 혼합한 후 염화칼슘용액에 떨어뜨려 클루이베로마이세스 락티스를 고정화하는 단계;
2) 상기 단계 1)의 고정화 클루이베로마이세스 락티스를 배양 배지에 11~13시간 동안 침지하여 고정화 클루이베로마이세스 락티스를 활성화하는 단계;
3) 상기 단계 2)의 활성화된 고정화 클루이베로마이세스 락티스를, 클로로포름-메탄올(2:1, v/v)의 지질 추출액에 물을 부은 다음 용매와 물과의 사이에 분배가 생겨 물-메탄올 상층과 클로로포름 하층으로 분리하는 방법인 폴츠분배법(Folch partition method) 및 저온에탄올분획법(cold ethanol precipitation)을 이용하여 1차 정제한 모유에 첨가하여 모유에 포함된 락토오스 및 락토오스 분해 산물을 제거하는 단계; 및
4) 상기 단계 3)의 락토오스 및 락토오스 분해 산물이 제거된 모유에서 모유 올리고당을 분리 및 정제하는 단계;를 포함하는 모유 올리고당의 변화없이 락토오스 및 락토오스 분해 산물이 제거된 모유 올리고당의 분리 및 정제 방법.
1) Kluyveromyces lactis with culture removed Mixing 0.5 to 1.5 parts by weight of sodium alginate per 1 part by weight and dropping it in a calcium chloride solution to fix Cluyveromyces lactis;
2) activating the immobilized Kluyveromyces lactis by immersing the immobilized Kluyveromyces lactis of step 1) in the culture medium for 11 to 13 hours;
3) The activated immobilized Kluyveromyces lactis of step 2) is poured into a lipid extract of chloroform-methanol (2: 1, v / v) and then partitioned between the solvent and water to form a water- The lactose and lactose decomposition products contained in the mother's milk are removed by adding it to the mother's milk refined by the Folch partition method and the cold ethanol precipitation, which are separated into the upper methanol layer and the lower chloroform layer. Doing; And
4) separating and purifying breast milk oligosaccharides from breast milk from which lactose and lactose decomposition products of step 3) have been removed.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 단계 4)의 모유 올리고당의 분리 및 정제는 원심분리, 여과 및 동결건조 과정을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 모유 올리고당의 변화없이 락토오스 및 락토오스 분해 산물이 제거된 모유 올리고당의 분리 및 정제 방법.The method of claim 1, wherein the separation and purification of the breast milk oligosaccharide of step 4) is carried out through centrifugation, filtration and lyophilization, the separation of breast milk oligosaccharide from which lactose and lactose decomposition products have been removed without changing the breast milk oligosaccharide. And purification methods. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 락토오스 분해 산물은 글루코오스, 갈락토오스 및 에탄올인 것을 특징으로 하는 모유 올리고당의 변화없이 락토오스 및 락토오스 분해 산물이 제거된 모유 올리고당의 분리 및 정제 방법.The method of claim 1, wherein the lactose decomposition products are glucose, galactose, and ethanol. 제1항에 있어서,
1) 배양액이 제거된 클루이베로마이세스 락티스 1 중량부 당 알긴산나트륨 1 중량부를 혼합한 후 염화칼슘용액에 떨어뜨려 클루이베로마이세스 락티스를 고정화하는 단계;
2) 상기 단계 1)의 고정화 클루이베로마이세스 락티스를 배양 배지에 12시간 동안 침지하여 고정화 클루이베로마이세스 락티스를 활성화하는 단계;
3) 상기 단계 2)의 활성화된 고정화 클루이베로마이세스 락티스를, 모유를 1차 원심분리한 후 중간층만 채집한 다음 중간층 1 중량부 당 클로로폼(chloroform)과 메탄올(methanol)이 2:1의 부피비로 혼합된 혼합액을 4 중량부 첨가하여 2차 원심분리한 후 상층액만 채집하고, 상층액 1 중량부 당 에탄올 3 중량부를 첨가한 다음 24시간 동안 4℃에서 반응시킨 후, 3차 원심분리하여 상등액을 채집한 다음 동결건조한 후 물에 녹인 1차 정제 모유에 첨가하여 모유에 포함된 락토오스 및 락토오스 분해 산물을 제거하는 단계; 및
4) 상기 단계 3)의 락토오스 및 락토오스 분해 산물이 제거된 모유에서 원심분리, 여과 및 동결건조 처리하여 모유 올리고당을 분리 및 정제하는 단계;를 포함하는 모유 올리고당의 변화없이 락토오스 및 락토오스 분해 산물이 제거된 모유 올리고당의 분리 및 정제 방법.
The method of claim 1,
1) Kluyveromyces lactis with culture removed Mixing 1 part by weight of sodium alginate per 1 part by weight and dropping it in a calcium chloride solution to fix Cluyveromyces lactis;
2) activating the immobilized Kluyveromyces lactis by immersing the immobilized Kluyveromyces lactis of step 1) in the culture medium for 12 hours;
3) The activated immobilized Kluyveromyces lactis of step 2) was collected after only the middle layer after the first centrifugation of breast milk, followed by 2: 1 of chloroform and methanol per 1 part by weight of the middle layer. After adding 4 parts by weight of the mixed solution at a volume ratio of 2 parts by centrifugation, only the supernatant was collected, 3 parts by weight of ethanol was added per 1 part by weight of the supernatant, and then reacted at 4 ° C. for 24 hours, followed by 3rd centrifugation. Separating and collecting the supernatant, and then lyophilizing and adding it to primary purified mother milk dissolved in water to remove lactose and lactose decomposition products contained in mother milk; And
4) separating and purifying the breast milk oligosaccharide by centrifugation, filtration and lyophilization in breast milk from which the lactose and lactose decomposition products of step 3) have been removed; and removing the lactose and lactose decomposition products without changing the milk oligosaccharide. And purification of isolated breast milk oligosaccharides.
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Open Glycoscience, Vol. 2, Pages 9-15(공개일: 2009.)*
Process Biochemistry, Vol. 43, PAges 896-899(공개일: 2008. )*

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